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Química I

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Química I

Tema 11Reacciones químicas

P R E P A R A T O R I A

Al finalizar el tema serás capaz de:

• Definir una ecuación química en una reacción.• Interpretar una reacción química con toda la simbología

que implica.• Identificar los tipos diferentes de reacciones químicas.• Aplicar el método del tanteo para balancear ecuaciones

químicas.

Objetivos de aprendizaje

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P R E P A R A T O R I A

• ¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los jabones y detergentes?

• Los jabones están formados por una cadena larga de carbonos con una parte en el grupo funcional carboxilo (– COO –), donde existe una parte que atrae las moléculas de agua (hidrofílica) y una parte que atrae a las moléculas de grasa (lipofílicas) y eso hace que arrastre la grasa y la haga soluble en agua.

• Los detergentes tienen el grupo funcional sulfonato (SO3

–) en vez de carboxilo.

Introducción al tema

P R E P A R A T O R I A

• Los jabones forman un precipitado insoluble en agua cuando se encuentran los iones Mg2+ y Ca2+ que son los que se encuentran en agua dura.

• Los detergentes forman sales solubles y con esto son eficaces a pesar de usar agua dura, comparado con los jabones.

Introducción al tema

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P R E P A R A T O R I A

• La industria de la química es, sin duda, imprescindible para la vida del hombre. Gracias a ella tenemos muchas sustancias químicas que reemplazan cosas que se desempeñaban con mucho trabajo y que ahora son tareas más fáciles.

• En este tema revisarás cómo son las reacciones químicas, cómo se representan mediante signos y símbolos para que sea mas práctico interpretarlas y algunas clasificaciones que serán de mucha utilidad para la comprensión de la obtención de sustancias comunes.

Introducción al tema

P R E P A R A T O R I A

• Una reacción química es la acción reciproca entre dos sustancias de las que resultan otras distintas.

• Las reacciones químicas se representan de modo abreviado mediante el empleo de las fórmulas de substancias que intervienen en dicha reacción y símbolos generales. Esta manera de representar es una ecuación química.

Definición de ecuación química

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P R E P A R A T O R I A

• Para escribir una ecuación es necesario escribir las fórmulas de todas las sustancias colocando a la izquierda de una flecha las fórmulas de los compuestos de inicio que dan lugar a la reacción y que se conocen como reactivos, y a la derecha las de las sustancias resultantes que se forman, denominadas productos de la reacción o productos.

ProductosReactivos

P R E P A R A T O R I ASimbología

• Las ecuaciones describen con palabras a los reactivos y productos, pero son largas e incomodas y no identifican adecuadamente a las sustancias que se utilizan. Se pueden convertir las ecuaciones descritas con palabras a ecuaciones químicas, sustituyendo los nombres de los compuestos y elementos por fórmulas químicas.

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P R E P A R A T O R I ASimbología

• Los símbolos químicos se utilizan para que una ecuación química represente lo más preciso posible una reacción, el sentido y las condiciones en que se realiza dicha reacción.

P R E P A R A T O R I ASímbolos químicos

Descripción Símbolo Significado Ejemplo

El símbolo de mas

Separa un reactivo de ot ro o un producto de otro.

2222 22 OOHOH

Flecha hacia la derecha

La reacción es irreversible OHOH 22

Una flecha hacia la derecha y otra flecha hacia la izquierda

ó

Indica que los compuestos pueden regresar a su estado original

23232 CaClCONaCaCONaCl

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P R E P A R A T O R I ASímbolos químicos

Descripción Símbolo Significado Ejemplo q gUn triángulo (letra griega mayúscula delta ∆) encima de la flecha

Se requiere calor para que se lleve a cabo la reacción

)()()( 22 gCOgOsC

Una letra pequeña ent re paréntesis

(s) (l) (g)

(ac)

Indica el estado de agregación:

s – sólido l – líquido

g – gaseoso ac – acuoso

)()()()( 222188 lOHgCOgOlHC

Una flecha hacia arriba al lado del compuesto

Indica que se desprende como gas )()()()( 22 gHacCaOlOHsCa

P R E P A R A T O R I ASímbolos químicos

Descripción

Símbolo Significado

Ejemplo

Una flecha hacia abajo al lado del compuesto

Indica que el compuesto es un solido disuelto que se precipita al fondo

Cu(OH) (ac)SONa (ac)CuSO (ac) 2NaOH 422

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P R E P A R A T O R I ASímbolos químicos

Descripción

Símbolo Significado

Ejemplo

al fondo

El símbolo de luz arriba de la flecha

Se requiere energía luminosa para que pueda realizarse la reacción

)()(2)( 3

2322

32 BacOSAgacOSsAgBr

Un símbolo químico o una fórmula química arriba de la flecha.

Pt

)(42 acSOH

Que se requiere esa sustancia para que se lleva a cabo y se le llama catalizado

2846224242 OHCOHCOHC SOH

P R E P A R A T O R I ATipos de reacciones

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P R E P A R A T O R I AReacciones de síntesis

• Cuando dos o más sustancias se unen para formar una más compleja.

• Ejemplo:• Cuando el hierro se oxida, el hierro metálico y el gas

oxígeno se combinan para formar una nueva sustancia: óxido de hierro (III), en donde la ecuación balanceada de este tipo de reacción, de síntesis, se dice que hay más de un reactivo y un solo producto:

ABCCBA

)(2)(3)(4 322 sOFegOsFe

P R E P A R A T O R I AReacciones de descomposición

• Cuando una sustancia compleja, por acción de diferentes factores, se descompone en otras más sencillas.

• Ejemplos: • Si se calienta el carbonato de calcio se transforma en

óxido de calcio y dióxido de carbono, como se muestra en la siguiente ecuación, y se puede ver que un reactivo genera dos productos:

CBAABC rcatalizado

CaO COCaCO 23

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P R E P A R A T O R I AReacciones de sustitución simple

• Es cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes

•Ejemplo 1:

•Si a una solución acuosa de sulfato de cobre (II) [una solución de color azul] se le agrega un trozo de hierro (por ejemplo un clavo), el hierro hará por desplazar a los iones de cobre contenidos en la solución y se forma cobre metálico sobre el trozo de hierro, siguiendo la siguiente ecuación:

BACBCA

)()()()( 44 sCuacFeSOacCuSOsFe

P R E P A R A T O R I AReacciones de sustitución simple

•Ejemplo 2:

•Si se le inyecta cloro en estado gaseoso a una solución acuosa de bromuro de sodio [solución incolora], el cloro reemplaza al bromo y la solución se va tornando café rojiza debido al bromo líquido:

)()(2)(2)( 22 lBracNaClacNaBrgCl

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P R E P A R A T O R I AReacciones de sustitución doble

• Ocurre cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias.

• Ejemplo:• Si se mezclan las soluciones acuosas transparentes de

nitrato de plomo (II) y la de yoduro de potasio, se lleva a cabo una reacción de doble desplazamiento, y al realizar esta reacción se produce un color amarillo debido al yoduro de plomo (II) que se produce, el cual también se precipitará por ser insoluble en agua:

BCADCDAB

)(2)()(2)()( 3223 acKNOsPbIacKIacNOPb

P R E P A R A T O R I AReacciones de combustión

• Una sustancia se combina rápidamente con el oxígeno y se forman uno o más óxidos.

• Aunque existen algunas excepciones, la mayoría de las reacciones caen en esta categoría.

• Ejemplo:• En la soldadura se utiliza el acetileno, que al combinarse

con el oxígeno forma dióxido de carbono y agua. Ésta reacción libera mucha energía, de tal manera que se funde el metal. Se considera que es una reacción exotérmica:

22 COOC chispa

energíagOHgCOgOgHC )(2)(4)(5)(2 22222

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P R E P A R A T O R I ABalanceo de reacciones químicas por tanteo

• El Balanceo consiste en igualar la ecuación indicada, colocando adelante de cada fórmula un número entero o coeficiente, el cual corresponde al menor número de moléculas, o de las agrupaciones de átomos representativas de la fórmula empírica del compuesto cuando no existen verdaderas moléculas, necesarias para que el proceso elemental tenga lugar.

P R E P A R A T O R I A

• Cuando en una reacción participan o se forman más de un compuesto o elemento, se le coloca un número al que se llama coeficiente, como el siguiente valor de 2 que se colocó antes del hidróxido de sodio:

)()()()(2 2322 lOHsCONagCOacNaOH

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P R E P A R A T O R I A

Utilidad de los subíndices.

•El número de subíndice que existe en cada compuesto es único y no se debe cambiar, ya que si lo cambias pierde la propiedad del compuesto que inicialmente se estaba utilizando.

•Por ejemplo, si al monóxido de carbono CO le agregamos el subíndice 2 queda como CO2 dióxido de carbono, una sustancia completamente diferente; pero si colocas el 2 antes del CO estás mencionando que hay dos moléculas de monóxido de carbono y esta sustancia sigue siendo la misma.

)()()()(2 2322 lOHsCONagCOacNaOH

P R E P A R A T O R I A

¿Cómo se fabrican los jabones?• El jabón se fabricó por primera vez cuando cayeron

cenizas en una olla de grasa hirviendo, y se convirtió en un gel muy suave que flotaba por encima del líquido. Estas cenizas habían sustituido a la lejía (hidróxido de sodio NaOH o potasio KOH) produciendo estearato de sodio y glicerina, que es donde se producen los jabones.

Cierre

En la molécula de estearato de sodio un grupo iónico carboxilo con carga negativa está unido a un ión sodio positivo y a una cadena larga de carbonos; tiene un extremo polar y uno no polar.

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P R E P A R A T O R I A

• Las reacciones químicas están presentes en todas nuestras actividades, inclusive en las emociones que se trasmiten desde nuestro cerebro a todo el cuerpo a través de nuestro sistema nervioso. Las reacciones se clasifican en 5 tipos, ¿recuerdas cuáles son?

• Tienes 10 segundos para recordar…

Cierre

P R E P A R A T O R I A

• Las reacciones químicas se clasifican en reacciones de síntesis, descomposición, sustitución simple, sustitución doble y combustión.

• Muy bien hecho. Debes considerar a las reacciones anteriores ya que todas, excepto la sustitución doble, forman reacciones donde un elemento pierde electrones y otro gana.

• Esto lo revisarás detenidamente cuando aprendas a usar las reacciones redox.

Cierre

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P R E P A R A T O R I A

• Zumdahl, S. (2007) Fundamentos de Química (5ª Ed.) México: Mc Graw Hill Interamericana (ISBN: 978-970-10-6296-8)

• Phillips, J. (2007). Química conceptos y aplicaciones (2ª Ed.) México: McGraw Hill (ISBN: 978-970-10-6290-6)

• Dingrando, L. (2003). Química materia y cambio (1ª Ed.) México: McGraw Hill (ISBN: 978-970-10-3858-4)

• Timberlake, K. (2008) Química (2a Ed.) México: Pearson Educación (ISBN: 9789702612247)

Referencias bibliográficas

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Diseño de contenido:Ing. María Esther Tovar Gutiérrez

Coordinador académico:L.I. Oscar Andrés Rodríguez Múgica, MATI

Edición de contenido:Lic. Beatriz Adriana Tijerina Salas, MTE

Edición de texto:Deletreo Ediciones

Diseño gráfico:Ing. Felipe Leyva Silva, MGTI

Créditos